馬麗平　樊廣佺　張榮梅

摘要針對目前農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)中存在的問題，將云計(jì)算這種新的融合技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，提出了基于云計(jì)算的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)平臺方案。

關(guān)鍵詞云計(jì)算；農(nóng)產(chǎn)品；溯源

中圖分類號S126；TP399文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2017）36-0219-02

AbstractAiming at the existing problems in the traceability system of agricultural products，we applied a new fusion technology（namely cloud computing technology）in the traceability system of agricultural products.And we put forward the proposal of constructing the traceability system platform of agricultural products based on cloud computing technology.

Key wordsCloud computing；Agricultural products；Traceability

從20世紀(jì)70年代開始，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量問題不斷出現(xiàn)，對人們的身體健康和生命安全造成了嚴(yán)重影響[1]。這些問題推動(dòng)了追溯體系在農(nóng)產(chǎn)品領(lǐng)域內(nèi)的普及，大力發(fā)展和應(yīng)用農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)是未來發(fā)展的趨勢。

與一些發(fā)達(dá)國家相比，我國在農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)方面的研究起步較晚，體系尚不完善。某些地方政府、部委的區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量控制與追溯體系的研究與試點(diǎn)雖取得一定成效，但也普遍存在許多難以解決的問題，如標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一造成互不兼容，很難做到數(shù)據(jù)資源共享，形成“信息孤島”；資源重復(fù)投入，系統(tǒng)建設(shè)成本高，資源重復(fù)利用率和共享程度低[2]；溯源系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)的存儲問題尤其是半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲問題；服務(wù)對象多、服務(wù)能力需求大，很難滿足農(nóng)戶、企業(yè)、倉儲、物流、銷售、政府、監(jiān)管等溯源過程中處于不同節(jié)點(diǎn)的人員對溯源信息的需求；農(nóng)產(chǎn)品溯源精度不夠細(xì)致，溯源廣度較窄，追溯系統(tǒng)信息的真實(shí)性有待提高等。

云計(jì)算是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息基礎(chǔ)設(shè)施與應(yīng)用服務(wù)模式的重要形態(tài)，是新一代信息技術(shù)集約化發(fā)展的必然趨勢，各行各業(yè)都結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)對云計(jì)算進(jìn)行了深入研究[3]。針對農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)中存在的問題，筆者將云計(jì)算技術(shù)引入農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)建設(shè)中，提出了一種基于云計(jì)算的農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺方案。

1農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)

溯源系統(tǒng)是在整個(gè)產(chǎn)品供應(yīng)過程中對產(chǎn)品的各種相關(guān)信息進(jìn)行記錄、存儲的質(zhì)量保障系統(tǒng)，其目的是在產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題時(shí)，能夠快速有效地查詢產(chǎn)生問題的原料或加工環(huán)節(jié)，必要時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品召回，實(shí)施有針對性的懲罰措施[4]，藉此來提高產(chǎn)品質(zhì)量水平，盡量減少問題產(chǎn)品對社會造成的危害。

農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)是追蹤農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)、流通乃至消費(fèi)全過程的系統(tǒng)，能通過食品識別號在網(wǎng)絡(luò)上對該產(chǎn)品進(jìn)行查詢認(rèn)證，追溯其在各環(huán)節(jié)中的相關(guān)信息，有助于質(zhì)量控制和食品安全保障。

相對于工業(yè)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)具有其自身特點(diǎn)，如產(chǎn)品類型多種多樣、各種農(nóng)產(chǎn)品種類之間差異較大、中間環(huán)節(jié)多、農(nóng)產(chǎn)品（特別是蔬果類）保質(zhì)期較短、一些質(zhì)量問題（如農(nóng)藥殘留等）比較隱蔽、系統(tǒng)涉及用戶多且分散[5]、實(shí)施成本高等。因此，深入研究農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)具有重要的意義。

2云計(jì)算

所謂“云計(jì)算（Cloud computing）”就是用網(wǎng)絡(luò)連接大量廉價(jià)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，通過分布式軟件虛擬成一個(gè)可靠的高性能分布式計(jì)算平臺[6]。云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付的一種新模式，提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)資源訪問。云計(jì)算提供可配置的計(jì)算資源共享池，包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用軟件、服務(wù)資源，這些資源能夠被快速提供，只需投入較少的管理成本，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少交互。由于云計(jì)算具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如超大規(guī)模、虛擬化、高可靠性、通用性、高可擴(kuò)展性、按需服務(wù)、極其廉價(jià)等[7]，所以云計(jì)算的應(yīng)用服務(wù)范圍正逐漸擴(kuò)大，阿里巴巴、百度、華為、京東等互聯(lián)網(wǎng)公司都提供云存儲、云服務(wù)器等各種云服務(wù)。

3基于云計(jì)算的農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺

農(nóng)產(chǎn)品溯源是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。農(nóng)產(chǎn)品從產(chǎn)地到餐桌的全程監(jiān)管涉及到農(nóng)業(yè)委員會、工商、質(zhì)檢等多個(gè)政府行政主管部門，這些部門又分省、市、縣多級管理。同時(shí)，也涉及生產(chǎn)基地、投入品產(chǎn)銷單位、批發(fā)銷售市場、第三方檢測機(jī)構(gòu)、物流環(huán)節(jié)、加工企業(yè)等多類涉農(nóng)單位。需要對各環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行采集，不同種類的農(nóng)產(chǎn)品采集數(shù)據(jù)不同，數(shù)據(jù)也有結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化之分?？焖僭鲩L的數(shù)據(jù)量使原有的數(shù)據(jù)采集、存儲、處理模式已經(jīng)很難適應(yīng)各方面的需求。完整構(gòu)建這樣的質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、流通、消費(fèi)全過程的信息追溯，將整個(gè)鏈條生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、倉儲、銷售環(huán)節(jié)全部貫通[8]難度很大。

根據(jù)食品可追溯體系自身特性的差異，美國學(xué)者Golan等[9]設(shè)定了衡量食品可追溯體系的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：寬度（Breadth）、深度（Depth）和精確度（Precision）。其中，寬度是指系統(tǒng)所包含的信息范圍，深度是指可以向前或向后追溯信息的距離，精確度是指可以確定問題源頭或產(chǎn)品某種特性的能力。這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)也適用于農(nóng)產(chǎn)品乃至其他領(lǐng)域的產(chǎn)品。

基于云計(jì)算所具有的彈性服務(wù)、資源共享、按需服務(wù)、可通用性和泛在接入、低成本、無限存儲、數(shù)據(jù)高可靠性、維護(hù)簡單、快速部署資源或獲得服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的、可伸縮地?cái)U(kuò)展等特點(diǎn)[10]，整合地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感技術(shù)（RS）、無線射頻識別（RFID）技術(shù)、條碼等信息化技術(shù)，使云計(jì)算在農(nóng)產(chǎn)品追溯過程中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)發(fā)布等海量信息數(shù)據(jù)的綜合管理中擁有強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢[11]。

基于云計(jì)算的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)可將不同地區(qū)和部門的農(nóng)業(yè)信息資源進(jìn)行整合，在數(shù)據(jù)之間建立虛擬信息鏈接，降低了網(wǎng)絡(luò)資源的零散性；能夠滿足操作者的不同需求，擴(kuò)大信息的流通范圍，減少農(nóng)業(yè)信息的誤差，縮短信息傳播的時(shí)間[12]。通過虛擬化分散處理技術(shù)，可以大大提高多源異構(gòu)農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的處理能力；通過分布式可擴(kuò)展的存儲模式構(gòu)建云存儲系統(tǒng)，可以容納爆炸式增長的農(nóng)產(chǎn)品溯源信息；層次化的云計(jì)算服務(wù)架構(gòu)可以滿足溯源系統(tǒng)中不同服務(wù)用戶的個(gè)性化需求，解決農(nóng)產(chǎn)品溯源服務(wù)平臺建設(shè)中的關(guān)鍵問題（如大數(shù)據(jù)存儲、服務(wù)對象多、服務(wù)能力需求大等），有效整合全產(chǎn)業(yè)鏈多數(shù)涉農(nóng)企業(yè)和廣大農(nóng)戶，降低企業(yè)在溯源環(huán)節(jié)的經(jīng)營成本，降低農(nóng)戶入網(wǎng)的門檻。

4基于云計(jì)算的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)平臺架構(gòu)

通過對農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)和虛擬化、云計(jì)算等相關(guān)問題的深入研究，提出了基于云計(jì)算的農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺方案。該平臺以規(guī)范化電子檔案為前提，以農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代化的信息網(wǎng)絡(luò)為紐帶，以農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管信息平臺為載體，構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品溯源服務(wù)平臺架構(gòu)，將追溯農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、包裝、貯運(yùn)、銷售全程納入監(jiān)管范圍，實(shí)現(xiàn)“從農(nóng)田到餐桌”完整的追溯鏈條，從寬度、深度和精確度3個(gè)方面來提高農(nóng)產(chǎn)品追溯水平，為保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提供有力保障。

基于云計(jì)算的農(nóng)產(chǎn)品溯源服務(wù)平臺的主要功能是利用動(dòng)態(tài)分配來實(shí)現(xiàn)資源共享，從而降低農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)單位在信息系統(tǒng)建設(shè)方面的成本。在設(shè)計(jì)與開發(fā)云端服務(wù)平臺模型中，主要有5層：①第1層是基礎(chǔ)設(shè)施層，將分布于不同位置的服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)備封裝成存儲資源池、計(jì)算資源池和網(wǎng)絡(luò)資源池，通過合理地調(diào)配策略，實(shí)現(xiàn)資源共享，為農(nóng)產(chǎn)品溯源提供計(jì)算、存儲、管理等方面的基礎(chǔ)服務(wù)。②第2層是數(shù)據(jù)層，可以統(tǒng)一調(diào)度農(nóng)產(chǎn)品溯源中的數(shù)據(jù)資源，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的分發(fā)、備份和壓縮，刪除重復(fù)數(shù)據(jù)并對損壞的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理。對結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲管理，而對非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)采用云平臺進(jìn)行存儲管理。③第3層是平臺層，是平臺架構(gòu)中的核心部分，包括系統(tǒng)的資源管理、軟件管理、服務(wù)管理、運(yùn)維管理等。資源管理包括資源調(diào)度、資源監(jiān)控、能耗管理、虛擬機(jī)遷移等關(guān)鍵技術(shù)；軟件管理提供軟件開發(fā)運(yùn)行平臺資源池，負(fù)責(zé)應(yīng)用程序部署與管理服務(wù)；服務(wù)管理包括用戶權(quán)限管理、密碼管理、存儲管理和環(huán)境監(jiān)控等；運(yùn)維管理包括系統(tǒng)監(jiān)控、日志管理和系統(tǒng)修復(fù)。④第4層是應(yīng)用層，是農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)服務(wù)平臺，主要包括用戶管理功能、農(nóng)產(chǎn)品溯源信息的上傳與存儲功能、農(nóng)產(chǎn)品溯源信息的發(fā)布和查詢功能、農(nóng)產(chǎn)品履歷管理功能、溯源數(shù)據(jù)采集功能、身份標(biāo)識數(shù)據(jù)中心、系統(tǒng)管理、基礎(chǔ)信息管理等。⑤第5層是終端訪問層，包括計(jì)算機(jī)終端、移動(dòng)終端、智能手機(jī)等?？蛻艨梢酝ㄟ^各種終端設(shè)備方便地訪問農(nóng)產(chǎn)品溯源服務(wù)平臺的各種資源。

該平臺由政府提供的公有云平臺提供支持，包括平臺硬件和軟件。該平臺將各級農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管部門、農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)部門（包括農(nóng)戶）、農(nóng)產(chǎn)品的再加工企業(yè)、流通環(huán)節(jié)和農(nóng)產(chǎn)品的消費(fèi)者納入進(jìn)來。該平臺的各類用戶注冊后方能進(jìn)入和使用該追溯系統(tǒng)，政府相關(guān)管理部門負(fù)責(zé)對用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證。在該平臺上，可以通過多種終端進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品追溯信息的發(fā)布、補(bǔ)充和查詢，滿足農(nóng)產(chǎn)品全程追溯的所有參與者的功能需求。

5結(jié)語

針對目前農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)存在的諸多問題，將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，從寬度、深度和精確度3個(gè)方面來提高農(nóng)產(chǎn)品溯源水平，以期推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精準(zhǔn)化、智能化，提升農(nóng)業(yè)信息利用的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提供有力的保障。

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